構造生物学：Na⁺、K⁺の細胞膜勾配の構造基盤

Na⁺,K⁺-ATPアーゼはNa⁺/K⁺ポンプとも呼ばれ、全ての動物細胞の細胞膜で発現されている。このポンプは、ATP1分子の加水分解につき3個のナトリウムイオンを細胞から排出し、代わりに2個のカリウムイオンを細胞外液から取り込むことによって、細胞膜を挟んだNa⁺とK⁺の勾配を作り出す。金井隆太（東京大学）たちは、リン酸化中間体に先行する状態にある、ブタ腎臓由来Na⁺,K⁺-ATPアーゼのX線結晶構造を複数解明した。このATPアーゼはNa⁺に対する親和性がかなり低いにもかかわらず、K⁺とCa²⁺は輸送せず、Na⁺特異的ポンプとして機能する。その仕組みが、Na⁺結合部位の詳細から明らかとなった。結晶構造からはさらに、オリゴマイシンの作用機構も説明される。この抗生物質は、3個のNa⁺イオンを閉じ込めたリン酸化中間体状態を安定化することにより、ATPアーゼを阻害する。

目次へ戻る